来自南极洲的一个惊人教训:即使在500英尺的冰层下,生命也能蓬勃发展
科学家们在一个黑暗而孤立的地方发现了“一个美丽、繁荣的生态系统”:冰川的前影。
一月时,一块与芝加哥一样大的冰山从南极洲的一个大型浮动冰川上断裂,附近的一组科学家迅速改变了航向,驾驶他们的船去探索新暴露的海床。
他们发现的东西让他们感到惊讶和震惊。
“我们没有想到会发现如此美丽、繁荣的生态系统。根据观察到的动物大小,我们看到的这些社区已经存在了几十年,甚至可能是几百年,”来自葡萄牙阿威罗大学环境与海洋研究中心及生物学系的帕特里夏·埃斯奎特说道。
她是来自施密特海洋研究所的国际科学家团队的一部分,正在贝林斯豪森海工作。当他们得知一块名为A-84的新冰山断裂后,他们转变了工作方向,以便观察在被冰层覆盖了近500英尺的海床上揭示的内容。
不到两周后,他们到达现场,并开始使用名为滑翔器的自主水下机器人快速盘点这个已存在了数百年、没有光线和少量营养的繁荣生态系统。
“我们抓住了这个时机,改变了我们的探险计划,前去观察深处发生了什么,”埃斯奎特说。
加州大学圣塔巴巴拉分校的海洋科学教授道格拉斯·麦考利对研究团队能够灵活变动航向以进行观察感到印象深刻。
“最佳的发现往往是在那些经过多年的提前规划每一刻的科学家面前出现的,他们勇敢地说:‘天哪,一块巨大的冰山刚刚断裂——我们去看看底下有什么!’”他表示。
这证明了他们的船R/V Falkor (Too)的偏离是幸运的。在水深可达4200英尺的地方,施密特海洋研究所的团队发现了一个令人惊讶的繁荣生态系统,里面有冰鱼、巨型海蜘蛛、章鱼、珊瑚和海绵。
他们怀疑自己发现了几种新物种,但确定这一点将需要时间。
UC圣塔巴巴拉分校专注于南极研究的生态学、进化和海洋生物学教授安德鲁·瑟伯表示,观察这些地区生物的机会十分稀少。
随着遥控潜水机器人技术的发展,在重大冰层下工作并不应该太困难,但这对海洋科学来说仍然是一个严峻的技术挑战。
“实际上,不只是‘把机器人送到冰下,然后它带回有趣的数据’,他表示。“现实中,它们往往会遇到问题,当头顶上有数百米的冰层时,安全回家的机会就会变得渺茫。”
这些海洋生物在冰下吃什么?
发现中的一个谜团是这些海洋生物一直在吃什么。距离海面将近一英里,冰层在它们和阳光之间隔了500英尺,几百年来在晚餐方面几乎没有选择。
“这些社区远离阳光和这个能量源,”瑟伯说。
在海洋的最深处,海洋生物依赖于从表面缓慢下沉的营养物质的持续雨滴。
这称为“海洋雪”,由死去的动物、植物、粪便和其他有机物质组成。根据国家海洋和大气管理局的说法,这个名字来源于它看起来像“缓慢下沉的小白绒毛”。
但这个新暴露的区域被冰层覆盖了几个世纪,切断了来自表面的营养。这样的生命发现和如此巨大的生命是毫无预料的,瑟伯表示。
“我们会期望有一个动物社区更像是深海中的社区,那是较小的动物和令人难以置信的多样性,但除了特殊情况外,没有大型动物,”他说。
而取而代之的是大型无脊椎动物。“这就是为什么这是如此惊人的发现,”他说。
科学家们假设洋流正在移动营养,而洋流可能是维持冰下生命的机制,尽管这种机制的具体工作方式尚不清楚。
这块冰山来自哪里?
名为A-84的冰山从乔治六世冰架断裂,乔治六世冰架是附加在南极半岛上的一个巨大浮动冰川。根据国家雪和冰数据中心的说法,冰架是与陆地相连的永久性浮动冰层。这些冰架是地球冷圈的重要组成部分。
这块巨大的冰山的断裂是过去几十年地球两极正在发生的持续缩小的一个例子,这是气候变化的结果。
这引发了对新开放区域的使用问题。
“开放的海床可以是扩展产业的区域,但也可能会开放出未知生物多样性、药物发现潜力和通常对人类活动易受影响的长寿物种的原始栖息地,”瑟伯说。
这些区域是否应该被转化为海洋保护区,还是被开发,最有可能用于捕鱼?
“我认为这是我们作为全球合作的社区在快速变化的世界中面临的问题,”他说。
这些神秘生物能在开放海洋中生存吗?
科学家们最大的一个问题是,这些在冰层覆盖的生态系统中快乐生活的海洋生物,在冰消失后是否还能生存。
“它们中有一些可以移动,但有些则嵌入在海床中,所以它们被固定在原地,当然无法移动,”施密特海洋研究所执行董事乔蒂卡·维尔马尼说。
“在我们回去之前,或者科学家在几个月或一年后回去之前,真的很难说这个生态系统将如何演变,”她说道。“但我们拥有这些基线信息是非常了不起的。”